Question

【題目】原子序數小于等于36的Q、W、X、Y、Z五種元素原子序數依次增大，其中Q是原子半徑最小的元素，W和Y的基態原子2p能級所含成單電子數均為2，Z的基態原子核外含有13種運動狀態不同的電子。回答下列問題（涉及元素時用對應的元素符號表示）：

（1）X、Y、Z三種元素的第一電離能由大到小的順序是___。

（2）1molQWX與1molWQ2Y所含σ鍵的比值為___。

（3）根據等電子體理論可以預測WXY-的空間構型為___。

（4）一種由X和Z兩種元素形成化合物的晶胞如圖所示，該晶胞的化學式為___。

（5）實驗室合成一種由W和X兩種元素形成的化合物，該化合物具有空間網狀結構，其中每個W原子與4個X原子形成共價鍵，每個X原子與3個W原子形成共價鍵。

①該化合物的化學式為___。

②該化合物所屬晶體類型為___晶體，預測其熔點應___金剛石（填“高于”或“低于”）。

Answer 1

【答案】N、O、Al 2∶3 直線形 AlN C3N4 原子 高于

【解析】

Q是原子半徑最小的元素，Q為氫；Z的基態原子核外含有13種運動狀態不同的電子，Z為鋁；W和Y的基態原子2p能級所含未成對電子數均為2，2p2或2p4， W為碳，Y為氧，X為氮，

（1）同周期，隨著質子數增大，元素的第一電離能逐漸增大，但是ⅡA族和ⅤA族外層軌道處于全滿和半滿狀態，能量較低較穩定，第一電離能較大，且金屬易失去電子，故N、O、Al三種元素的第一電離能由大到小的順序是N、O、Al；

（2）HCN的結構式，CH2O的結構式為，故1molHCN與1molCH2O所含σ鍵的比值為2∶3

（3）根據等電子體理論；CNO的中心原子C價層電子對數為2，則空間構型為直線形；

（4）根據原子均攤法，頂點1/8共有，棱1/4共有，體心獨立擁有，則晶胞內有2個鋁，2個氮，該化合物的化學式為AlN；

（5）①由C和N兩種元素形成的化合物，其中每個C原子與4個N原子形成共價鍵，每個N原子與3個C原子形成共價鍵，C和N的個數比為3：4，該故化合物的化學式為C3N4；

②該化合物具有空間網狀結構，類似于金剛石結構，故該化合物屬于原子晶體；氮原子的半徑小于碳原子，鍵長較短，C-N鍵能大于C-C鍵能，故其熔點應高于金剛石。